专题10 浮力(一)-【好题汇编】5年(2020-2024)中考1年模拟物理真题分类汇编(重庆专用)
2024-07-20
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2份
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39页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 重庆市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.06 MB |
| 发布时间 | 2024-07-20 |
| 更新时间 | 2024-07-23 |
| 作者 | 小乔 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-07-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46427480.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题10 浮力(一)
【考情分析】
重庆中考物理《浮力》选择题既注重基础知识的考察,又强调综合应用能力和解题技巧。因此,在备考过程中要注重理解原理、掌握公式、多做练习并注重细节处理。
一、题目类型和难度
1.题型多样:浮力部分的单选题题型多样,可能包括直接计算浮力大小、判断物体浮沉状态、理解浮力原理以及结合其他力学知识(如压强、密度等)的综合题。
2.难度适中:整体难度适中,但部分题目可能涉及较复杂的计算和逻辑推理,要求考生具备较强的综合应用能力。
二、考试内容
1.浮力计算:直接给出物体体积、液体密度等条件,要求计算浮力大小。
2.浮沉条件:根据物体密度与液体密度的关系,判断物体的浮沉状态(漂浮、悬浮、沉底)。
3.压强与浮力:结合液体压强公式,计算液体对容器底的压力和压强,以及这些力与浮力之间的关系。
4.浮力与重力平衡:考察物体在液体中处于平衡状态时,浮力与重力之间的关系。
三、解题技巧
1.理解原理:深入理解阿基米德原理和浮力产生的机制,这是解题的基础。
2.公式运用:熟练掌握浮力、压强等相关公式,并能够灵活运用解决实际问题。
3.逻辑推理:对于涉及多个物理量的问题,要学会通过逻辑推理和公式推导找出答案。
4.注意细节:解题时要注意题目中的细节信息,如物体是否完全浸没、液体密度是否变化等,这些都会影响最终答案。
四、考试趋势
1.浮力基本原理:考察阿基米德原理(F浮=ρgV排)的理解和应用,包括浮力大小的计算、物体浮沉条件的判断等。
2.压强与浮力关系:结合液体压强公式P=ρgh,考察液体对容器底的压力和压强的计算,以及这些力与浮力之间的关系。
3.浮力与密度:通过浮力判断物体或液体的密度,或者利用密度计算浮力大小。
4.综合应用:结合力学其他知识点(如重力、平衡条件等)进行综合考察,要求考生能够灵活运用所学知识解决问题。
五、备考建议
1.夯实基础:牢固掌握浮力、压强等基本概念和公式,理解其物理意义和应用场景。
2.多做练习:通过大量练习提高解题能力和应试技巧,特别是要注意对错题和难题的总结和反思。
3.注重理解:在备考过程中要注重对物理概念和原理的理解,而不仅仅是记忆公式和结论。
4.模拟考试:定期进行模拟考试,检验自己的备考效果,找出薄弱环节并针对性地进行加强。
【必备基础知识】
一、浮力:
1.浮力
(1)定义:浸在液体或气体里的物体受到 的力,这个力称为浮力。
(2)方向: 。
(3)施力物体: 。
2、浮力产生的原因:
(1)推导
如图所示,液体对上表面的压力:F1= = , 方向:
液体对下表面的压力F2= = , 方向:
因为h1 h2,所以F1 F2,因此物体总存在 的压力差。
(2)浮力产生的原因:浸在液体(气体)中的物体,其受到液体(气体)向上的压力
向下的压力,因此浮力的方向总是 的。
(3)公式:F浮=F向上-F向下
(4)浸在水中的物体与容器底部紧密接触,且接触处无水渗入(即不受水对其有向上的压力)时,浸在水中的物体不受浮力。如图,甲 浮力,乙 浮力(填受/不受)。
3、探究浮力的大小跟哪些因素有关——控制变量法
(1) 探究浮力与物体浸在液体中体积的关系(ABC):在同一液体中,物体浸在液体中的体积越大,所受到的浮力 。
(2)探究浮力与物体浸没后深度的关系(ACD):浮力的大小与物体浸没在同种液体中的深度 。
(3) 探究浮力与液体密度的关系(ACE):物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力 。
(4)结论:物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积 ,跟液体的密度 。物体浸在液体中的体积 、液体的密度 ,物体所受浮力就越大。
二、阿基米德原理:
1、探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
(1)物体受到的浮力为:
(2)排开水所受的重力 :
(3)对比两者的大小,得出实验结论。
2、阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于 。
(2)表达式: 。
(3)适用条件:适用于物体受到液体或气体的浮力
(4)①浸在液体中的物体所受浮力大小取决于液体的 和物体 ,而与物体密度、物体体积、物体形状、浸没在液体中的深度等因素 。
②物体浸没在液体中时,V排 V物;物体部分浸入液体时,V排 V物。
三、物体的浮沉条件及应用:
1.浸在液体中的物体受到 和 的作用,物体的浮沉取决于 和
的关系。
2.浮沉的条件
(1)上浮:F浮 G物 , ρ液 ρ物 , 非平衡状态。
(2)下沉:F浮 G物 , ρ液 ρ物 , 非平衡状态。
(3)悬浮:F浮 G物 , ρ液 ρ物 ,可停留液体中任意深度,是平衡状态。
(4)漂浮:F浮 G物 , ρ液 ρ物 ,上浮过程的最终状态,是平衡状态。
(5)沉底: G物= , ρ液 ρ物 ,下沉过程的最终状态,是平衡状态。
3.浮沉条件的应用
(1)轮船:采用“ ”的办法增大可以利用的浮力;轮船的大小用 表示,即满载货物时排开水的质量(F浮=G排=m排g)。 注意轮船始终漂浮在水面上,F浮=G,当它从内陆河中驶入海中,受到的浮力是不变的,由于海水的密度大于河水的密度,它排开海水的体积小于排开河水的体积,所以它要上浮一些。
(2)潜水艇:通过改变 实现上浮和下潜的。 注意潜水艇在水面下潜行时,浸没在水中的潜水艇排开水的体积不变,它受到的浮力也不变。
(3)气球和飞艇:内充密度 外部空气密度的气体,靠 升空。
(4)密度计:测定液体密度的仪器,利用漂浮原理: ,即ρ液大,V排就 ,密度计露出部分 ,所以大的刻度值在 ,小的刻度值在 。
1.(2023·重庆·中考真题)小俊用弹簧测力计吊着质量为的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为、高为。则圆柱体下降过程中( )
A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为
2.(2021·重庆·中考真题)如图所示,质量分布均匀的甲、乙两个正方体叠放在水平地面上,甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍,甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置,正方体乙漂浮且有的体积浸入水中。下列判断正确的是( )
A.甲、乙的质量之比m甲∶m乙=1∶4
B.甲、乙的密度之比甲∶乙=3∶8
C.甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=4∶3
D.甲、乙在水中静止时所受浮力之比F甲∶F乙=5∶12
3.(2024·重庆南川·模拟预测)如图所示,在水平桌面上有两个相同的柱形容器,其高度为40cm,现将两个完全相同的正方体物块放入其中。甲图中的物块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量),乙图中的物块直接置于容器底部,丙图为向乙图中容器加水时物块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像,下列说法正确的是( )
A.物块的密度为1.5×103kg/m3
B.乙容器中,物块受到的最大浮力为120N
C.未加液体时,物块对容器底部的压强是3×105Pa
D.向甲容器内加水到液面高度为10cm,此时物块所受的浮力为0.1N
4.(2024·重庆·模拟预测)如图甲所示,质量为400g的薄壁柱形容器盛有适量水,弹簧测力计下挂有一个底面积为的长方体物块,此时物块底部距容器底4cm。把它从容器中缓慢提升,直到物块全部露出水面(忽略物块带出的水),知容器的底面积为,该过程中弹簧测力计读数F随物块上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.长方体物块的高是5cm
B.图甲中水对容器底的压强为1200Pa
C.物块出水后容器底所受压强变化了50Pa
D.剪断图甲中的细线,当物块静止后,容器对桌面的压力为50N
5.(2024·重庆·二模)如图甲,水平桌面上静置一个高为18cm、重为3N、底面积为300cm2的柱形容器,其内部装有3kg水。如图乙所示,现有两个由同种不吸水材料制成的实心长方体A和球体B,已知A的底面积为100cm2、高为20cm、密度,球B的质量为0.8kg。将长方体A竖直缓慢放入该容器的水中,待水面静止后,再缓慢并排放入实心球体B(AB之间无接触),不考虑溅水和侧壁沾水,则下列说法正确的是( )
A.长方体A的重力为1.6N
B.放入A后,水对容器底部的压力为30N
C.放入B后,容器对水平桌面的压强为1900Pa
D.若只放A,并向容器内倒入0.5kg水,则水对容器底的压强为1750Pa
6.(2024·重庆·三模)水平放置的电子秤上有一质量300g、底面积400cm2的长方体薄壁柱形容器,容器内装有一定量的某液体。将质量为900g的实心正方体轻放入液体中,稳定后如图甲所示。打开容器底部的阀门向外排放液体,排放过程中,容器底部所受液体压强与排出液体体积的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
①正方体放入前,液体对容器底部的压强为800Pa
②正方体的密度为1g/cm3
③排出1000cm3的液体时,物体受到的浮力为8N
④电子秤示数变化2000g时,液体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为2︰3
A.①③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
7.(2024·重庆·一模)水平桌面上放置了已调平的天平,在天平左右两盘各放一个完全相同的烧杯,装入适量的水,分别用细线拉住体积相同的两球(细线对两球均有拉力)使其浸没在水中,天平再次平衡,如图所示。下列说法正确的是( )
A.两球的密度相同
B.两烧杯中水的质量相等
C.左烧杯底部受到的水的压强大
D.同时剪断细线,两球稳定后,左烧杯对托盘的压强变化量大
8.(2024·重庆·三模)如图所示,质量为150g的柱形容器中叠放着A、B两个实心正方体,容器内距离容器底20cm高的位置固定着一个质量为150g的金属网。当往容器内倒入250g的水时,B对容器底的压力恰好为零。已知容器的底面积为150cm2,两个正方体的质量之比mA∶mB=1∶4,密度之比ρA∶ρB=2∶1,其中A的边长LA=5cm,A、B始终处于竖直状态。则下列说法正确的是( )
A.A物体的密度为0.6g/cm3
B.当往容器内倒入850g水时,A和金属网恰好接触
C.当往容器内倒入100g水时,容器底对桌面的压强大小为500Pa
D.当往容器内倒入1250g水时,水对容器底的压强大小为1500Pa
9.(2024·重庆·一模)小一同学周末在学校的物理实验室找到了一个模型,该模型由同种材料制成的实心圆柱体A、B紧密连接组成,。如图甲,用细线与模型相连,将一个重10N,底面积 ,高度未知的薄壁柱形容器放在水平升降台上,其内装有23cm深的水,B的下表面距离水面2cm。现将升降台上升使模型逐渐浸入水中(整个过程B未触底,模型不吸水),该过程中细线的拉力与升降台上升高度h的关系如图乙,已知h=7cm时,模型的B部分浸没,则下列说法中正确的是( )
A.B部分的高度为7cm
B.该模型的密度为
C.当h=14cm时,容器对升降台的压强为3250Pa
D.当模型完全浸没后剪断细线,稳定后容器对升降台的压力比图甲增加了71N
10.(2024·重庆九龙坡·一模)一个底面积S1=0.01m2的不吸水圆柱体用细线拴在容器底部,不计重力的长方体薄壁容器底面积为S2=0.1m2,水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体底部受到的液体压强p随着容器中水的深度h变化的图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.物体的高为9cm
B.圆柱体密度为0.75×103kg/m3
C.放水前,水对容器底部的压强为1500Pa
D.放水前,容器对桌面压强为4440Pa
11.(2024·重庆·一模)八中物理实验社团设计了顶部开有小孔的水库自动泄洪控制装置模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深时,B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积,高,下列说法正确的是( )
①圆柱体B的密度
②刚触发报警装置时,B浸入水中的深度为12cm
③为了提高防洪安全性,使警戒水位比原设计低9cm,可在B的上方加上与B底面积相同、高为15cm、密度为的圆柱体C
④为了提高防洪安全性,增加圆柱体B高度为35cm,可使警戒水位比原设计低4cm
A.①③ B.②③ C.①④ D.①③④
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专题10 浮力(一)
【考情分析】
重庆中考物理《浮力》选择题既注重基础知识的考察,又强调综合应用能力和解题技巧。因此,在备考过程中要注重理解原理、掌握公式、多做练习并注重细节处理。
一、题目类型和难度
1.题型多样:浮力部分的单选题题型多样,可能包括直接计算浮力大小、判断物体浮沉状态、理解浮力原理以及结合其他力学知识(如压强、密度等)的综合题。
2.难度适中:整体难度适中,但部分题目可能涉及较复杂的计算和逻辑推理,要求考生具备较强的综合应用能力。
二、考试内容
1.浮力计算:直接给出物体体积、液体密度等条件,要求计算浮力大小。
2.浮沉条件:根据物体密度与液体密度的关系,判断物体的浮沉状态(漂浮、悬浮、沉底)。
3.压强与浮力:结合液体压强公式,计算液体对容器底的压力和压强,以及这些力与浮力之间的关系。
4.浮力与重力平衡:考察物体在液体中处于平衡状态时,浮力与重力之间的关系。
三、解题技巧
1.理解原理:深入理解阿基米德原理和浮力产生的机制,这是解题的基础。
2.公式运用:熟练掌握浮力、压强等相关公式,并能够灵活运用解决实际问题。
3.逻辑推理:对于涉及多个物理量的问题,要学会通过逻辑推理和公式推导找出答案。
4.注意细节:解题时要注意题目中的细节信息,如物体是否完全浸没、液体密度是否变化等,这些都会影响最终答案。
四、考试趋势
1.浮力基本原理:考察阿基米德原理(F浮=ρgV排)的理解和应用,包括浮力大小的计算、物体浮沉条件的判断等。
2.压强与浮力关系:结合液体压强公式P=ρgh,考察液体对容器底的压力和压强的计算,以及这些力与浮力之间的关系。
3.浮力与密度:通过浮力判断物体或液体的密度,或者利用密度计算浮力大小。
4.综合应用:结合力学其他知识点(如重力、平衡条件等)进行综合考察,要求考生能够灵活运用所学知识解决问题。
五、备考建议
1.夯实基础:牢固掌握浮力、压强等基本概念和公式,理解其物理意义和应用场景。
2.多做练习:通过大量练习提高解题能力和应试技巧,特别是要注意对错题和难题的总结和反思。
3.注重理解:在备考过程中要注重对物理概念和原理的理解,而不仅仅是记忆公式和结论。
4.模拟考试:定期进行模拟考试,检验自己的备考效果,找出薄弱环节并针对性地进行加强。
【必备基础知识】
一、浮力:
1.浮力
(1)定义:浸在液体或气体里的物体受到 液体或气体向上 的力,这个力称为浮力。
(2)方向: 竖直向上 。
(3)施力物体: 液体或气体 。
2、浮力产生的原因:
(1)推导
如图所示,液体对上表面的压力:F1= p1S = ρ液gh1S , 方向: 竖直向下
液体对下表面的压力F2= p2S = ρ液gh2S , 方向: 竖直向上
因为h1 < h2,所以F1 < F2,因此物体总存在 竖直向上 的压力差。
(2)浮力产生的原因:浸在液体(气体)中的物体,其受到液体(气体)向上的压力
总大于 向下的压力,因此浮力的方向总是 竖直向上 的。
(3)公式:F浮=F向上-F向下
(4)浸在水中的物体与容器底部紧密接触,且接触处无水渗入(即不受水对其有向上的压力)时,浸在水中的物体不受浮力。如图,甲 不受 浮力,乙 受 浮力(填受/不受)。
3、探究浮力的大小跟哪些因素有关——控制变量法
(1) 探究浮力与物体浸在液体中体积的关系(ABC):在同一液体中,物体浸在液体中的体积越大,所受到的浮力 越大 。
(2)探究浮力与物体浸没后深度的关系(ACD):浮力的大小与物体浸没在同种液体中的深度 无关 。
(3) 探究浮力与液体密度的关系(ACE):物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力 越大 。
(4)结论:物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积 有关 ,跟液体的密度 有关 。物体浸在液体中的体积 越大 、液体的密度 越大 ,物体所受浮力就越大。
二、阿基米德原理:
1、探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
(1)物体受到的浮力为: F浮=G物-F示
(2)排开水所受的重力 G排=G总-G桶 :
(3)对比两者的大小,得出实验结论。
2、阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于 它排开的液体所受的重力 。
(2)表达式: F浮=G排=m排g=ρ液gV排 。
(3)适用条件:适用于物体受到液体或气体的浮力
(4)①浸在液体中的物体所受浮力大小取决于液体的 密度 和物体 浸在液体中的体积 ,而与物体密度、物体体积、物体形状、浸没在液体中的深度等因素 均无关 。
②物体浸没在液体中时,V排 = V物;物体部分浸入液体时,V排 < V物。
三、物体的浮沉条件及应用:
1.浸在液体中的物体受到 重力 和 浮力 的作用,物体的浮沉取决于 浮力 和
重力 的关系。
2.浮沉的条件
(1)上浮:F浮 > G物 , ρ液 > ρ物 , 非平衡状态。
(2)下沉:F浮 < G物 , ρ液 < ρ物 , 非平衡状态。
(3)悬浮:F浮 = G物 , ρ液 = ρ物 ,可停留液体中任意深度,是平衡状态。
(4)漂浮:F浮 = G物 , ρ液 > ρ物 ,上浮过程的最终状态,是平衡状态。
(5)沉底: G物= F浮 + FN , ρ液 < ρ物 ,下沉过程的最终状态,是平衡状态。
3.浮沉条件的应用
(1)轮船:采用“ 空心 ”的办法增大可以利用的浮力;轮船的大小用 排水量 表示,即满载货物时排开水的质量(F浮=G排=m排g)。 注意轮船始终漂浮在水面上,F浮=G,当它从内陆河中驶入海中,受到的浮力是不变的,由于海水的密度大于河水的密度,它排开海水的体积小于排开河水的体积,所以它要上浮一些。
(2)潜水艇:通过改变 自身的重力 实现上浮和下潜的。 注意潜水艇在水面下潜行时,浸没在水中的潜水艇排开水的体积不变,它受到的浮力也不变。
(3)气球和飞艇:内充密度 小于 外部空气密度的气体,靠 空气浮力 升空。
(4)密度计:测定液体密度的仪器,利用漂浮原理: G密度计=F浮=ρ液gV排 ,即ρ液大,V排就 小 ,密度计露出部分 大 ,所以大的刻度值在 下面 ,小的刻度值在 上面 。
1.(2023·重庆·中考真题)小俊用弹簧测力计吊着质量为的圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,圆柱体底面积为、高为。则圆柱体下降过程中( )
A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为
【答案】C
【详解】A.浸没前,圆柱体排开水的体积变大,由F浮=ρ水gV排可知,受到浮力变大,由F=G-F浮可知弹簧测力计的示数逐渐变小,故A不符合题意;
B.浸没前,溢水杯中一直是满的,水的深度不变,由p=ρ水gh可知水对容器底部的压强不变,故B不符合题意;
C.圆柱体的重力
G=mg=1.35kg×10N/kg=13.5N
圆柱体的体积
V=Sh=100cm2×5cm=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3
浸入一半时圆柱体受到的浮力
弹簧测力计的示数为
F=G-F浮=13.5N-2.5N=11N
故C符合题意;
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
圆柱体底部受到水的压力
F压=pS=500Pa×100×10-4m2=5N
故D不符合题意。
故选C。
2.(2021·重庆·中考真题)如图所示,质量分布均匀的甲、乙两个正方体叠放在水平地面上,甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍,甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置,正方体乙漂浮且有的体积浸入水中。下列判断正确的是( )
A.甲、乙的质量之比m甲∶m乙=1∶4
B.甲、乙的密度之比甲∶乙=3∶8
C.甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=4∶3
D.甲、乙在水中静止时所受浮力之比F甲∶F乙=5∶12
【答案】C
【详解】A.甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,甲对乙的压力
F甲=pS甲
甲的重力
G甲=F甲=pS甲
乙对地面的压力
F乙=pS乙
甲乙的总重力
G总=F乙=pS乙
所以
由G=mg可知甲乙的质量之比
m甲∶m乙=1∶3
故A错误;
B.甲、乙的密度之比
故B错误;
C.正方体乙漂浮且有的体积浸入水中,处于漂浮状态,所以
F浮乙=G乙
ρ水gV=ρ乙gV
ρ乙=ρ水
甲的密度
ρ甲=ρ乙=×ρ水=ρ水
甲的密度小于水的密度,甲漂浮在水中,所以
F浮甲=G甲
ρ水gV排=ρ甲gV甲
V排甲==V甲
甲、乙浸入水中的深度之比
故C正确;
D.甲乙漂浮,所以浮力之比
F浮甲∶F浮乙= G甲∶G乙=1∶3
故D错误。
故选C。
3.(2024·重庆南川·模拟预测)如图所示,在水平桌面上有两个相同的柱形容器,其高度为40cm,现将两个完全相同的正方体物块放入其中。甲图中的物块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量),乙图中的物块直接置于容器底部,丙图为向乙图中容器加水时物块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像,下列说法正确的是( )
A.物块的密度为1.5×103kg/m3
B.乙容器中,物块受到的最大浮力为120N
C.未加液体时,物块对容器底部的压强是3×105Pa
D.向甲容器内加水到液面高度为10cm,此时物块所受的浮力为0.1N
【答案】A
【详解】A.由丙图可知,没有加水时,物块对容器底部压力F为120N,即物块的重力为120N,则物块的质量为12kg。当加水到容器中液面高度h为20cm时,物块恰好完全浸没,此时物块对容器底部压力F为40N,则物块完全浸没时受到的浮力为
120N-40N=80N
由阿基米德原理可得,物块排开水的体积为
因为物块完全浸没,所以物块的体积等于物块排开水的体积,即
所以物块的密度为
故A正确;
B.乙容器中,物块受到的最大浮力是物块完全浸没时受到的浮力,即为80N,故B错误;
C.由丙图可知,当加水到容器中液面高度h为20cm时,物块恰好完全浸没,因此物块的高度为20cm,又因为物块是正方体,则物块的底面积为
未加液体时,物块对容器底部压力F为120N,所以物块对容器底部的压强是
故C错误;
D.已知甲图中的物块与容器底部之间用少量蜡密封,即便往容器中加水,物块都不受浮力,则向甲容器内加水到液面高度为10cm,此时物块所受的浮力为0,故D错误。
故选A。
4.(2024·重庆·模拟预测)如图甲所示,质量为400g的薄壁柱形容器盛有适量水,弹簧测力计下挂有一个底面积为的长方体物块,此时物块底部距容器底4cm。把它从容器中缓慢提升,直到物块全部露出水面(忽略物块带出的水),知容器的底面积为,该过程中弹簧测力计读数F随物块上升高度h的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.长方体物块的高是5cm
B.图甲中水对容器底的压强为1200Pa
C.物块出水后容器底所受压强变化了50Pa
D.剪断图甲中的细线,当物块静止后,容器对桌面的压力为50N
【答案】D
【详解】由图乙可知,弹簧测力计读数F随物块上升高度h的关系分为三段,第一段为物块浸没在水中,第二段为物块开始露出水面到完全露出水面,第三段为物块在空气中,物块的重力
物块浸没在水中时受到的浮力
物块浸没在水中时,排开水的体积等于物块的体积,物块的体积
A.长方体物块的高度
故A错误;
B.已知图甲中物块底部距容器底4cm,由图乙可知,当物块上升高度为5cm时,物块完全露出水面,则容器中水的深度
则水对容器底的压强
故B错误;
C.物块出水后容器液面下降的高度
物块出水后容器底所受压强的变化量
故C错误;
D.水的体积
水的质量
水的重力
剪断图甲中的细线,当物块静止后,容器对桌面的压力
故D正确。
故选D。
5.(2024·重庆·二模)如图甲,水平桌面上静置一个高为18cm、重为3N、底面积为300cm2的柱形容器,其内部装有3kg水。如图乙所示,现有两个由同种不吸水材料制成的实心长方体A和球体B,已知A的底面积为100cm2、高为20cm、密度,球B的质量为0.8kg。将长方体A竖直缓慢放入该容器的水中,待水面静止后,再缓慢并排放入实心球体B(AB之间无接触),不考虑溅水和侧壁沾水,则下列说法正确的是( )
A.长方体A的重力为1.6N
B.放入A后,水对容器底部的压力为30N
C.放入B后,容器对水平桌面的压强为1900Pa
D.若只放A,并向容器内倒入0.5kg水,则水对容器底的压强为1750Pa
【答案】C
【详解】A.长方体A的体积
VA=SAhA=100cm2×20cm=2000cm3=0.002m3
A的质量
A的重力
G=mAg=1.6kg×10N/kg=16N
故A错误;
B.A的密度小于水的密度,A放入水中,漂浮在水面,所受的浮力等于自身的重力,据阿基米德原理得,A排开水的体积
A浸在水中的高度
容器中水的体积
水原来的高度
因为
故A放入后,不会漂浮,而会沉底,故
水面上升的高度
放A后水的深度
水未溢出容器,水对容器底部的压强
水对容器底部的压力
故B错误;
C.B的重力
GB=mBg=0.8kg×10N/kg=8N
B放入水中,漂浮在水面,排开水的体积
水面上升的高度
水面的高度
水未溢出容器。容器中,水的重力
G水=m水g=3kg×10N/kg=30N
此时容器对水平桌面的压力
F压=G+GB+G水+G容器=16N+8N+30N+3N=57N
容器对水平桌面的压强
故C正确;
D.倒入0.5kg的水,其体积
高度
容器中,此时水的深度
水对容器底的压强
故D错误。
故选C。
6.(2024·重庆·三模)水平放置的电子秤上有一质量300g、底面积400cm2的长方体薄壁柱形容器,容器内装有一定量的某液体。将质量为900g的实心正方体轻放入液体中,稳定后如图甲所示。打开容器底部的阀门向外排放液体,排放过程中,容器底部所受液体压强与排出液体体积的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
①正方体放入前,液体对容器底部的压强为800Pa
②正方体的密度为1g/cm3
③排出1000cm3的液体时,物体受到的浮力为8N
④电子秤示数变化2000g时,液体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为2︰3
A.①③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
【答案】B
【详解】①由图乙可知,液体的体积为V液=4000cm3,当排出液体体积为ΔV=1000cm3时,液面刚好到达正方体上表面,液面下降的深度为
此时压强变化量为
Δp=1000Pa-800Pa=200Pa
故液体的密度为
正方体放入前,液体的深度为
此时液体对容器底部的压强为
p0=ρ液gh0=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa
故①正确;
②由图乙知,打开阀门前,容器底部所受液体压强为p=1000Pa,故液体深度为
液体和正方体的总体积为
V总=Sh=400cm2×0.125×102cm=5000cm3
正方体的体积为
V正=V总-V液=5000cm3-4000cm3=1000cm3
故正方体的密度为
故②错误;
③由图乙知,排出1000cm3的液体时,正方体刚好浸没在液体中,排开液体的体积等于正方体的体积,所受浮力为
F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3=8N
故③正确;
④打开阀门前液体的质量为
m液=ρ液V液=0.8g/cm3×4000cm3=3200g
排出2000g液体后,剩余液体的质量为
m剩液=m液-m排=3200g-2000g=1200g
电子秤示数变化2000g时,容器对电子秤的压力等于容器、正方体和剩余液体的总重力,即
F=G剩=G容+G正+G剩液=(m容+m正+m剩液)g=(300+900+1200g)×10-3kg×10N/kg=24N
容器对电子秤的压强为
剩余液体的体积为
正方体的边长为
液体与容器底部的接触面积为
S液=S-S正=400cm2-(10cm)2=300cm2
液体的深度为
液体对容器底的压强为
p2=ρ液gh2=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.05m=400Pa
故电子秤示数变化2000g时,液体对容器底的压强与容器对电子秤的压强之比为
故④正确;
综上所述,故B正确,ACD错误。
故选B。
7.(2024·重庆·一模)水平桌面上放置了已调平的天平,在天平左右两盘各放一个完全相同的烧杯,装入适量的水,分别用细线拉住体积相同的两球(细线对两球均有拉力)使其浸没在水中,天平再次平衡,如图所示。下列说法正确的是( )
A.两球的密度相同
B.两烧杯中水的质量相等
C.左烧杯底部受到的水的压强大
D.同时剪断细线,两球稳定后,左烧杯对托盘的压强变化量大
【答案】C
【详解】A.根据图示可知,左侧烧杯中小球受到竖直向下的拉力,此时的浮力大于重力,根据物体浮沉条件可知,左侧烧杯中小球的密度小于水的密度;右侧烧杯中小球受到竖直向上的拉力,浮力小于重力,所以右侧烧杯中小球的密度大于水的密度,由此可知,两球的密度是不同的,右侧烧杯中小球的密度大,故A错误;
B.天平左盘受到的压力等于烧杯和小球、左侧烧杯内水的重力,即
因物体受到的浮力和物体对液体的压力是一对相互作用力,二力大小相等,所以天平右盘受到的压力等于右侧烧杯和水的重力之和加上右侧烧杯中小球受到的浮力,即
两烧杯完全相同,天平水平平衡,因为两球体积相同,浸没在水中排开水的体积相同,受到水的浮力相等,由A选项分析可得,,所以,根据G=mg可知,,故B错误;
C.因为两球体积相等,且,所以左右两侧水的深度关系为,根据p=ρgh可知,左右两烧杯底部受到的液体压强关系为,故C正确;
D.同时剪断细线前天平水平平衡,同时剪断细线后,左盘的烧杯和水、左侧烧杯中小球的总重力不变,左盘受到的压力不变;由右侧烧杯中小球的重力大于自身受到的浮力可知,天平右盘受到的压力变大,受力面积相同,根据可知,右烧杯对托盘的压强变化量大,故D错误。
故选C。
8.(2024·重庆·三模)如图所示,质量为150g的柱形容器中叠放着A、B两个实心正方体,容器内距离容器底20cm高的位置固定着一个质量为150g的金属网。当往容器内倒入250g的水时,B对容器底的压力恰好为零。已知容器的底面积为150cm2,两个正方体的质量之比mA∶mB=1∶4,密度之比ρA∶ρB=2∶1,其中A的边长LA=5cm,A、B始终处于竖直状态。则下列说法正确的是( )
A.A物体的密度为0.6g/cm3
B.当往容器内倒入850g水时,A和金属网恰好接触
C.当往容器内倒入100g水时,容器底对桌面的压强大小为500Pa
D.当往容器内倒入1250g水时,水对容器底的压强大小为1500Pa
【答案】D
【详解】A.两个正方体的质量之比mA∶mB=1∶4,密度之比ρA∶ρB=2∶1,其中A的边长LA=5cm,A的体积
VA=LA3=(5cm)3=125cm3
AB的体积之比
B的体积
VB=8VA=8×125cm3=1000cm3
B的边长
往容器内倒入250g的水时,加入水的体积
加入水的深度
浮力
B对容器底的压力恰好为零,所以AB的总重力
G总=5N
总质量
两个正方体的质量之比
mA∶mB=1∶4
所以
A物体的密度为
故A错误;
B.往容器内倒入850g水,水的体积为
当往容器内倒入850g水时,A、B两个实心正方体将漂浮在水面上,此时
即
则物体沉入水面的深度为
所以B距容器底的深度
所以B距容器底的深度加上A、B两个实心正方体的高度为
h'+LA+LB=4.83cm+5cm+10cm=19.83cm<20cm
故B错误;
C.当往容器内倒入100g水时,则容器底对桌面的压力为
容器底对桌面的压强大小为
故C错误;
D.由C选项知,B距容器底的深度为
h底=20cm-LA+LB=5cm
A和金属网恰好接触,此时需要倒入水的体积为
即倒入水的质量为
所以往容器内倒入1250g水时,金属网将会A实心正方体产生压力,倒入1250g水的体积为
而金属网下容器的体积为
当加入875g水时,A和金属网恰好接触,此时还剩下
的水,由于物体B沉入水面的深度为2.5cm,剩余未浸的高度为
h剩=LB-2.5cm=10cm-2.5cm=7.5cm
当全部浸满物体B时,需要水的体积为
则倒完1250g水时,刚好浸满物体B,所以水的深度为
h总=h底+LB=5cm+10cm=15cm=0.15m
则水对容器底的压强为
故D正确。
故选D。
9.(2024·重庆·一模)小一同学周末在学校的物理实验室找到了一个模型,该模型由同种材料制成的实心圆柱体A、B紧密连接组成,。如图甲,用细线与模型相连,将一个重10N,底面积 ,高度未知的薄壁柱形容器放在水平升降台上,其内装有23cm深的水,B的下表面距离水面2cm。现将升降台上升使模型逐渐浸入水中(整个过程B未触底,模型不吸水),该过程中细线的拉力与升降台上升高度h的关系如图乙,已知h=7cm时,模型的B部分浸没,则下列说法中正确的是( )
A.B部分的高度为7cm
B.该模型的密度为
C.当h=14cm时,容器对升降台的压强为3250Pa
D.当模型完全浸没后剪断细线,稳定后容器对升降台的压力比图甲增加了71N
【答案】C
【详解】A.由乙图可知,h=2cm时模型的B开始浸入水中,又已知h=7cm时,模型的B部分浸没。
又容器的底面积
解得
故A错误;
B.模型的B没有浸入水中时,由题意知模型A和B的重力为
又
得
又
解得
故B错误;
C.因为
B完全浸没后,A浸入水的过程中,升降台每上升,水面上升,由乙图可知,当
容器开始溢水,在升降台上升过程中,水面上升高度
当h=14cm时,B完全浸没,A浸入水中的深度
A浸入水中的体积
排开水的体积
故
容器中原来装的水的重力
容器的重力
溢出水的体积
溢出水的重力
容器对升降台的压力
当h=14cm时,容器对升降台的压强为
故C正确;
D.当模型完全浸没后剪断细线,模型完全浸没后,溢出水的体积
溢出水的重力
稳定后容器对升降台的压力比图甲增加量
故D错误。
故选C。
10.(2024·重庆九龙坡·一模)一个底面积S1=0.01m2的不吸水圆柱体用细线拴在容器底部,不计重力的长方体薄壁容器底面积为S2=0.1m2,水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体底部受到的液体压强p随着容器中水的深度h变化的图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.物体的高为9cm
B.圆柱体密度为0.75×103kg/m3
C.放水前,水对容器底部的压强为1500Pa
D.放水前,容器对桌面压强为4440Pa
【答案】D
【详解】A.水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,由乙可知,此时圆柱体底部受到的液体压强为1500Pa,根据p=ρgh可知,圆柱体浸入水的深度为
即物体的高为15cm,故A错误;
B.当容器中水的深度由39m下降到9cm的过程中,圆柱体处于漂浮状态,物块只受到重力G和浮力F浮1,由可知,圆柱体下表面受到的压力
F1=p1S1=900Pa×0.01m2=9N
由浮力产生的原因可知,此时圆柱体受到的浮力
F浮1=F1=9N
由物体的漂浮条件可知,圆柱体的重力
G=F浮1=9N
由G=mg可知,圆柱体的质量
当容器中水的深度为45cm时,圆柱体刚好浸没水中,由浮力产生的原因和可知,此时圆柱体受到的浮力
F浮2=F2=p2S1=1500Pa×0.01m2=15N
由F浮=ρ液gV排可知,圆柱体的体积
则圆柱体密度
故B错误;
C.放水前,容器中水深45cm,水对容器底部的压强为
p'=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m=4500Pa
故C错误;
D.放水前水的体积为
V水=S2h水-V=0.1m2×0.45m-1.5×10-3m3=0.0435m3
水的重力为
G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×0.0435m3×10N/kg=435N
容器对桌面的压力为
F压=G水+G=435N+9N=444N
则放水前,容器对桌面压强为
故D正确。
故选D。
11.(2024·重庆·一模)八中物理实验社团设计了顶部开有小孔的水库自动泄洪控制装置模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是不吸水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深时,B与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器的压力为3N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积,高,下列说法正确的是( )
①圆柱体B的密度
②刚触发报警装置时,B浸入水中的深度为12cm
③为了提高防洪安全性,使警戒水位比原设计低9cm,可在B的上方加上与B底面积相同、高为15cm、密度为的圆柱体C
④为了提高防洪安全性,增加圆柱体B高度为35cm,可使警戒水位比原设计低4cm
A.①③ B.②③ C.①④ D.①③④
【答案】D
【详解】①当模型内水深h=15cm时,水对容器底部的压强为
p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
此时B排开水的体积为
V排1=SBhl=100cm2×15cm=1500cm3=1.5×10-3m3
由B与模型底面刚好接触且压力为零可知,此时B处于漂浮状态,由物体的漂浮条件可知,B的重力为
GB=F浮l=ρgV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×1500×10-6m3=15N
B的密度为
故①正确;
②触发报警装置时,圆柱体B对压力传感器的压力为3N,由于力的作用是相互的,所以压力传感器对圆柱体B的压力也为3N ,对B受力分析可得,受到的浮力为
F浮2=G+F压=15N+3N=18N
根据F浮=ρ液gV排得,B排开液体的体积为
B浸入水中的深度为
故②错误;
③由刚触发报警装置时B浸入水中的深度和B的高度可知,A到水面的距离
hA=hB-h2=25cm-18cm=7cm
警戒水位需要比原设计低9cm时,A到水面的距离为
hA'=hA+9cm=7m+9cm=16cm
则BC整体排开水的深度为
hBC=hC+hB-hA'=hC+25cm-16cm=hC+9cm
BC整体排开水的体积为
VBC=SBhBC=100cm2×(hC+9cm)=(100hC+900)cm3
此时BC整体受到的浮力为
F浮BC=ρ水gVBC=1.0×103kg/m3×10N/kg×(100hC+900)×10-6m3
BC整体的体积为
VBC=SB (hC+hB)=100cm2×(hC+25cm)=(100hC+2500) cm3
由密度公式和G=mg可知,BC整体的重力为
GBC=GB+GC=15N+0.4×103kg/m3×10N/kg×100×hC×10-6m3
由力的平衡条件可知
F浮BC=GBC+F
代入得
1.0×103kg/m3×10N/kg×(100hC+900)×10-6m3=15N+0.4×103kg/m3×10N/kg×100×hC×10-6m3+3N
解得
hC=15cm
故③正确;
④B未增高前,A到水面的距离为
hA=hB-h2=25cm-l8cm=7cm
增加圆柱体B高度为35cm,则此时B的重力为
由力的平衡条件可知,刚触发报警装置时,B受到的浮力为
F浮3=GB'+F=21N+3N=24N
由阿基米德原理可知,此时B排开水的体积为
此时B浸入水中的深度为
则此时A到水面的距离为
hA'=hB'-h3=35cm-24cm=11cm
所以增加圆柱体B高度为35cm,则警戒水位比原设计低的距离为
Δh'=hA'-hA=11cm-7cm=4cm
故④正确。
综上,D正确,ABC错误。
故选D。
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